کاردانو (Cardano) چیست و چگونه کار می کند؟

کاردانو پلتفرمی مبتنی بر بلاک چین است که بر اساس فلسفه علمی و توسط تیمی از دانشمندان و مهندسان در سراسر جهان طراحی و ساخته شده است. کاردانو به عنوان بلاک چین نسل سوم شناخته می شود. هدف از این پروژه توسعه فناوری ای ایمن، انعطاف پذیر و مقیاس پذیر بوده است؛ بنابراین می تواند مورد استفاده میلیون ها کاربر قرار گیرد.برخلاف سایر پروژه ها، کاردانو در تلاش است تا نیازهای کاربر را با قوانین مراجع نظارتی تطبیق دهد. به عبارتی دیگر میان حریم خصوصی کاربر و مقررات تعادل برقرار سازد. برنامه کاردانو این است که با دسترسی آزاد به مردم برای ارائه خدمات مالی منجر به یکپارچه سازی سیستم مالی جهان شود. کاردانو می خواهد یک پلتفرم مبتنی بر اصول فنی ایجاد کند که در آن برنامه های مالی قابل توسعه و اجرا باشند.کاردانو اساساً شباهت های زیادی با اتریوم دارد. این شبکه پلتفرمی مانند اتریوم، ایاس یا نئو امکان ایجاد توکن های جدید و «برنامه های غیرمتمرکز» (dApps) و قراردادهای هوشمند را فراهم می کند. اما از نظر فنی تفاوت های عمده ای میان آن ها وجود دارد.ارز دیجیتال شبکه کاردانو، «آدا» (ADA) می باشد. ADA مانند هر ارز رمزپایه دیگری، به کاربر اجازه می دهد تا دارایی درون شبکه کاردانو را مستقیما و بصورت ایمن و سریع از طریق اینترنت انتقال دهد.تاریخچه کاردانوکاردانو توسط بنیانگذاران اتریوم «چارلز هاسکینسون» (Charles Hoskinson) و «جرمی وود» (Jeremy Wood) پس از ایجاد اختلاف با تیم توسعه اتریوم تاسیس شد."هاسکینسون" و "وود" برای از پیش بردن تحقیقات و توسعه کاردانو، شرکتی به نام "IOHK" را تأسیس کردند. بین سپتامبر 2015 و ژانویه 2017، کاردانو به «عرضه کوین اولیه» (ICO) پرداخت که در مجموع 62 میلیون دلار ارزش داشت. حدود دو سوم از تمام توکن های ADA فروخته شد. کاردانو در 29 سپتامبر 2017 رسماً راه اندازی شد. چارلز هاسکینسون (سمت راست) و جرمی وود از بنیان گذاران کاردانوتیم کاردانوهمانطور که قبلاً گفته شد، چارلز هاسکینسون تصمیم گرفت که شرکت IOHK را به منظور توسعه هماهنگ و برنامه ریزی شده این پروژه تاسیس کند. IOHK مسئولیت طراحی و توسعه پلتفرم کاردانو را تا پایان سال 2020 بر عهده دارد.علاوه بر این، دو مؤسسه دیگر نیز هستند که از پروژه کاردانو مراقبت می می کنند: امورگو (Emurgo) و بنیاد کاردانو، مستقر در سوییس.امورگو یک شرکت ژاپنی است که هم اکنون با سایر شرکت های تجاری مشارکت می کند و توسعه تجارت کاردانو را سازماندهی می کند.بنیاد کاردانو وظایف اجرایی و اداری را بر عهده دارد. به عبارت دیگر، بنیاد مسئولیت روابط عمومی، نشان تجاری، تبلیغات و همکاری با دولت ها و قانون گذاران را بر عهده دارد.سه نسل بلاک چینبه گفته چارلز هاسکینسون، ما سه نسل از بلاک چین را پشت سر گذاشته ایم.نسل 1: بیت کوین و انتقال پولبیت کوین ایجاد شد زیرا همه سوالات یکسانی می پرسیدند.آیا می توان نوعی پول ایجاد کرد که بدون واسطه بین دو نفر قابل انتقال باشد؟آیا می توان پولی غیرمتمرکز ایجاد کرد که بتواند روی چیزی مانند بلاک چین کار کند؟ساتوشی ناکاموتو با ایجاد بیت کوین به این سؤالات پاسخ داد. سرانجام ما یک سیستم پولی غیرمتمرکز داشتیم که می تواند پول را از یک شخص به شخص دیگر منتقل کند.با این وجود بیت کوین مشکلی داشت که در تمام بلاک چین های نسل اول وجود دارد. این شبکه فقط برای معاملات پولی مجاز بود، هیچ راهی برای افزودن شرایط به این معاملات وجود نداشت.آلیس می تواند 5 بیت کوین به باب ارسال کند، اما او نمی تواند شرایطی را برای این تراکنش اعمال کند. به عنوان مثال، او نمی تواند به باب بگوید که فقط در صورت انجام برخی وظایف، پول دریافت خواهد کرد.این شرایط به فایل اسکریپت (Script) بسیار پیچیده ای نیاز دارد. برای بهبود روند لازم بود کاری انجام شود.نسل 2: اتریوم و قراردادهای هوشمندراه حل این مشکل قرارداد هوشمند بود.قراردادهای هوشمند به شما کمک می کنند تا ضمن اجتناب از خدمات شخص ثالث، پول، املاک، سهام یا هر چیز با ارزش دیگری را با روشی شفاف و بدون مناقشه مبادله کنید.اتریوم شاخص ترین بلاک چین این نسل است. آنها به جهان نشان دادند كه چگونه بلاک چین می تواند از یک مکانیسم پرداخت ساده به شبکه ای به مراتب پر معنی تر و قدرتمندتر تبدیل شود.با این حال، این نسل نیز مشکلاتی داشت.مشکل این بود که این نسل از بلاک چین واقعاً شرایط خوبی برای مقیاس پذیری نداشت. در کنار آن، سیستم حاکم بر این بلاک چین ها به آن اندازه که انتظار می رفت، نبود. در ضمن، طبق گفته هاسکینسون، تقسیم اتریوم به اتریوم کلاسیک نمونه ای از سازماندهی اشتباه آن است.اینجاست که نسل سوم وارد می شود.نسل 3: کاردانوهاسکینسون می دانست که بلاک چین به تکامل بیشتری نیاز دارد. او ویژگی های مثبت را از دو نسل اول بلاک چین برگرفت و برخی از ویژگی های خاص خود را نیز به آن اضافه کرد. حاصل این تلاش، کاردانو بود.سه مشکل اصلی که کاردانو می خواست آن ها را حل کند، مقیاس پذیری، قابلیت همکاری و پایداری بودند.همانطور که قبلاً ذکر شد، کاردانو از این جهت بی نظیر است که براساس فلسفه علمی و تحقیقات آکادمیک بنا شده است. هدف نهایی این پروژه "کد امنیت بالا" است. این کار برای اطمینان بیشتر نسبت به کیفیت کد استفاده شده انجام می شود. به گفته هاسکینسون، این امر از وقوع فورک های جدید مانند انشعاب اتریوم و اتریوم کلاسیک جلوگیری می کند.مقیاس پذیریاز نظر مقیاس پذیری، سه چالش برای کاردانو وجود دارد:1. تعداد تراکنش ها در هر ثانیه: «تعداد تراکنش ها در هر ثانیه» (TPS) نشان می دهند که چه مقدار از تراکنش ها می توانند در هر ثانیه در بلاک ذخیره شوند. طبق گفته هاسکینسون، این تنها بخشی از مشکل مقیاس پذیری است. در حالی که بیت کوین بین 3 تا 7 TPS و اتریوم بین 10 تا 20 TPS ایجاد می کنند، این تعداد از مقدار مورد نیاز برای سازماندهی میلیون ها کاربر بسیار کمتر است. راه حل این مشکل استفاده از الگوریتم اثبات سهام (PoS) به نام اوروبروس (Ouroboros) می باشد که بعدا در مورد آن صحبت خواهیم کرد.2. شبکه / پهنای باند: چالش دیگر مقیاس پذیری، پهنای باند شبکه است. هر نود (node) در شبکه بلاک چین یک کپی از تراکنش ها را در اختیار دارد. با وجود میلیون ها کاربر، تقاضای زیادی برای منابع شبکه وجود خواهد داشت. تقاضا ممکن است به اندازه چند صد ترابایت یا حتی اگزابایت رشد کند.حفظ یک توپولوژی یکنواخت در شبکه که در آن هر نود تراکنش و پیام را جلو ببرد، غیرممکن است. بنابراین هر نود منابع لازم برای این کار را نخواهد داشت. برای حل این مشکل، کاردانو از فناوری ای به نام رینا (RINA) استفاده می کند.3. مقیاس گذاری داده ها: از آنجا که بلاک چین باید داده ها را برای همیشه ذخیره کند، حجم عظیمی از داده ها که در حال افزایش هستند برای مقیاس گذاری وجود خواهند داشت. مسئله کاملا مشهود است. اگر هر نود مجبور باشد یک کپی کامل از تمام بلاک چین را نگه دارد، این امر از نظر منابع برای هر نود امکان پذیر نخواهد بود. راه حل این است که همه نودها به تمام داده ها نیاز ندارد. تیم کاردانو در نظر دارد برای حل این مشکل از تکنیک های زیر استفاده کند:اصلاححق اشتراکفشرده سازیقابلیت همکاریچارلز هاسکینسون معتقد است که در آینده تنها از یک ارز دیجیتال استفاده نخواهد شد. بنابراین هدف کاردانو این است که بلاک چین های مختلف بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. کاردانو میخواهد به "اینترنت بلاک چین ها" تبدیل شود که در آن هیچ واسطه ای وجود ندارد.راه حل این مشکل برای کاردانو باید "سایدچین ها" (Sidechains) باشد. این مفهوم مدتی است که در فضای رمزنگاری موجود است. به عبارت ساده تر، ساید چین ها، بلاک چین های موازی هستند که می توانند با بلاک چین اصلی ارتباط برقرار کنند.علاوه بر این، کاردانو تلاش می کند تا کلیه قوانین موجود را رعایت کند: KYC (مشتری خود را بشناسید)، AML (مبارزه با پول شویی)، ATF (مبارزه با تأمین مالی تروریسم). به این منظور، کاردانو برای هر تراکنش داده های جانبی مهم و کاربردی ارائه می دهد.پایداریبه گفته هاسکینسون، پایداری دشوارترین چالش است. بطور اساسی به این معنی است که باید تحولات مستمر بر روی سیستم انجام شود. برای انجام این کار به منابع مالی نیاز است. هم پشتیبانی و هم ICO برای هاسکینسون معنایی ندارد. پشتیبانی به مرکزیت منجر می شود، در حالی که ICO ها منابع کوتاه مدت برای اکوسیستم فراهم می کنند اما در همان حال توکن جدید و بی فایده تولید می کنند.به همین دلیل، کاردانو به سیستم خزانه داری متمایل شده است. هر بار که یک بلاک به بلاک چین اضافه شود، بخشی از پاداش ها به خزانه داری اضافه می شود. اگر بودجه ای برای توسعه لازم باشد، می توان آنها را اختصاص داد.برای این منظور، کاردانو یک مدل حاکمیتی (دموکراسی نقدینگی) ایجاد کرده است که در آن دارندگان ADA می توانند به توزیع بودجه رأی بدهند.کاردانو چگونه کار می کند؟کاردانو در دو لایه توسعه یافته است و دفترکل ارزش های حساب را از انتقال مقادیر از یک حساب به حساب دیگر جدا می سازد. این جدایی باعث می شود قراردادهای هوشمند بر روی پلتفرم انعطاف پذیرتر باشند.1. لایه توافق (Settlement Layer): این لایه به کاربران امکان می دهد کوین های ADA، را ارسال و دریافت کنند. این قابلیت شبیه به نحوه انتقال اتریوم توسط کاربران آن به یکدیگر است.2. لایه محاسباتی (Computation Layer): لایه محاسبات هنوز در حال توسعه است. پس از راه اندازی، این امکان را به کاربران می دهد تا قراردادهای هوشمند ایجاد کرده و وارد آن شوند. اینجاست که تفاوت کاردانو با بلاک چین های قبلی که معمولاً روی یک لایه کار می کنند آشکار می شود. استفاده از دو لایه جداگانه، مزایای بالقوه ای را برای کاربران این شبکه به وجود می آورد.لایه محاسباتی سازگارتر و انعطاف پذیرتر از امثال اتریوم است، زیرا می تواند تغییرات کوچکی را برای کاربران مختلف ایجاد کند. به عنوان مثال، به دلیل آن که کشورهای مختلف مقررات خاص خود را دارند، کاردانو می تواند بسته به قوانین آن ها، نحوه ذخیره و دسترسی داده ها را تغییر دهد.اگرچه دارندگان توکن ADA می توانند ناشناس بمانند، کاردانو همیشه می تواند از مطابقت آنها با مقررات داخلی اطمینان حاصل کند. لایه محاسبات برای ساخت سافت فورک های (soft forks) بدون اختلال مفید است، فناوری ای که بلاک چین های قدیمی تر نتوانستند آن را به انجام برسانند.برای اطمینان از درک چگونگی عملکرد لایه توافق و لایه محاسبات، یک مثال در دنیای واقعی ارائه می دهیم.جان برای تعمیر چراغ های آشپزخانه خود نیاز به یک برق کار دارد.جان وارد یک توافق نامه قرارداد هوشمند شده که در لایه محاسباتی ذخیره می شود.در این توافق نامه آمده است: به محض اینکه برق کار چراغ جان را تعمیر کند، بودجه توافق شده آزاد می شود.هنگامی که این اتفاق بیفتد، قرارداد هوشمند به لایه توافق منتقل می شود و ارز دیجیتال کاردانو به برق کار پرداخت می شود.همه چیز کاملاً خودکار است، به این معنا که به شخص ثالثی نیاز نیست.بنابراین اکنون که تفاوت میان لایه توافق و لایه محاسباتی را می دانید، به نحوه تأیید تراکنش ها می پردازیم.اوروبروس چیست؟مرکز پلتفرم کاردانو، اوروبروس (Ouroboros) می باشد؛ الگوریتمی که از پروتکل اثبات سهام (Proof of Stake) برای استخراج کوین ها استفاده می کند. این پروتکل برای کاهش مصرف انرژی و زمان ساخت کوین های جدید تنظیم شده است.در یک الگوریتم اثبات سهام، نودهایی با حداکثر سهم (یا بیشترین تعداد کوین) بلاک های جدید ایجاد کرده و به تأیید تراکنش ها در بلاک چین می پردازند. اما اوروبروس الگوریتم متفاوتی را پیاده سازی می کند.این پروتکل در سطح گسترده ای، به شرح زیر عمل می کند. اوروبروس زمان فیزیکی را به دوره های زمانی ثابت و مشخصی که از اسلات ها (slots) تشکیل شده اند، تقسیم می کند. اسلات ها شبیه شیفت کاری در یک کارخانه هستند. در کاردانو، محدوده زمانی که اسلات ها را در بر می گیرد متفاوت است و می تواند در الگوریتم تغییر کند. این دوره های زمانی به صورت دایره وار عمل می کنند: وقتی یکی به پایان رسید، دیگری آنلاین می شود.هر دوره زمانی یک رهبر اسلات دارد که توسط سهام داران یا نودهایی که قبلاً کوین تولید کرده اند، انتخاب می شوند. رهبران اسلات مسئول ایجاد و تأیید بلاک های تراکنش برای افزودن به بلاک چین کاردانو هستند. اگر آنها نتوانند بلاک تراکنش را در دوره زمانی مشخص شده ایجاد کنند، در آن صورت رهبر اسلات بعدی در دوره زمانی بعدی باید این کار را انجام دهد. حداقل 50 درصد از بلاک ها باید در یک دوره خاص تولید شوند.تراکنش هایی که در بلاک ها توسط رهبران اسلات تولید می شوند بوسیله "تأیید کنندگان ورودی" (input endorsers) تصویب می شوند. آنها دومین مجموعه سرمایه گذاران کاردانو و مسئول اجرای پروتکل هستند. در یک دوره زمانی خاص می توان از یک تا چند تأیید کننده مختلف برخوردار بود. انتخاب آنها بر اساس تعداد کوین هایی است که در اختیار دارند.برای اطمینان از نتایج بی طرفانه، سیستم انتخاب برای دو ورودی پیکربندی شده است. مورد اول سیستم محاسبات چند بخشی است. مجموعه ای از سرمایه گذاران درون شبکه محاسباتی را انجام می دهند و نتایج خود را با یکدیگر به اشتراک می گذارد. ورودی دوم توزیع ثروت یا سهام می باشد. نودهایی که دارای کوین های بیشتری هستند احتمال بیشتری برای انتخاب به عنوان رهبران اسلات دارند.اوروبروس همچنین در نوع و انگیزه فعالیت در این سیستم با سایر الگوریتم ها تفاوت دارد. الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) پاداش هایی را در قالب کوین و کارمزدهای تراکنش به ماینرها ارائه می دهد. اما طراحی الگوریتم اوروبروس به گونه ای است که انگیزه هایی را برای در دسترس بودن و تأیید تراکنش از طریق سرمایه گذاری در قدرت رایانه برای استخراج کوین فراهم می کند. پاداش اقتصادی نیز بین سه سهام دار تقسیم می شود: تأیید کنندگان ورودی، سرمایه گذاران محاسبات چند بخشی و رهبران اسلات.توسعه کاردانونقشه راه این پروژه برای توسعه دائما در حال تحول است اما از یک برنامه پنج فازی پیروی می کند. مراحل به شرح زیر است:بایرون (Byron): این فاز شامل توسعه اولیه شبکه اصلی و قابلیت های تکمیل کننده دیگر مانند کیف پول ددالوس (Daedalus) است. به تازگی نسخه بروزرسانی شده کیف پول ددالوس 1.0.0 عرضه شد. پس از ریبوت موفقیت آمیز بایرون در ماه اخیر، کاردانو مرحله گذار به شبکه اصلی شلی را آغاز کرده است.شلی (Shelley): در این فاز، شبکه کاملاً غیرمتمرکز می شود. از ویژگی های این قسمت می توان به شبکه های تست استخر سهام و گروه نمایندگان اشاره کرد.گوگان (Goguen): تیم کاردانو در حال برنامه ریزی برای این فاز است. در این مرحله از نقشه راه، کاردانو یک ماشین مجازی به نام IELE شبیه به ماشین مجازی اتریوم (EVM) تولید می کند. این پلتفرم همچنین یک الگوی زبان جهانی برای فناوری بلاک چین در آینده خواهد داشت.باشو (Basho): این تیم در نظر دارد مقیاس پذیری، امنیت و عملکرد را در این فاز بهبود بخشد. آنها همچنین اوروبروس Praos را که یک بروزرسانی برای پروتکل اصلی اوروبروس است، اجرا می کنند.ولتر (Voltaire): در فاز آخر، کاردانو مدل خزانه داری را پیاده سازی می کند و یک اکوسیستم کاملا پایدار برای شبکه فراهم می کند.